淺談共識機制（POW、POS、DPOS、PBFT及POP）
共識機制有什麼用？
它就像一個國家的法律，維繫著區塊鏈世界的正常運轉。
在區塊鏈上，每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本，鏈上產生一筆新的交易時，每個人接收到這個資訊的時間是不一樣的，有些想要幹壞事的人就有可能在這時釋出一些錯誤的資訊，這時就需要一個人把所有人接收到的資訊進行驗證，最後公佈最正確的資訊。
共識機制的背景
加密貨幣都是去中心化的，去中心化的基礎就是P2P節點眾多，那麼如何吸引使用者加入網路成為節點，有那些激勵機制？同時，開發的重點是讓多個節點維護一個數據庫，那麼如何決定哪個節點寫入？何時寫入？一旦寫入，又怎麼保證不被其他的節點更改（不可逆）？回答這些問題的答案，就是共識機制。
一、POW
(Proof of Work)：工作量證明機制。
基本原理：第一代共識機制，比特幣的基礎。理解起來，很簡單，就是“按勞取酬”，你付出多少工作量，就會獲得多少報酬（比特幣等加密貨幣）。在網路世界裡，這裡的勞動就是你為網路提供的計算服務（算力x時長），提供這種服務的過程就是“挖礦”。假如是真的礦場，顯然在均勻分佈的前提下，人們“挖礦”所得的比重與各自提供的算力成正比，通俗一點就是，能力越強獲得越多。
優點：
- 機制本身當然很複雜，有很多細節，比如：挖礦難度自動調整、區塊獎勵逐步減半等，這些因素都是基於經濟學原理，能吸引和鼓勵更多人蔘與。
- 理想狀態，這種機制，可以吸引很多使用者參與其中，特別是越先參與的獲得越多，會促使加密貨幣的初始階段發展迅速，節點網路迅速擴大。在CPU挖礦的時代，比特幣吸引了很多人蔘與“挖礦”，就是很好的證明。
- 通過“挖礦”的方式發行新幣，把比特幣分散給個人，實現了相對公平。
缺點：
- 算力是計算機硬體（CPU、GPU等）提供的，要耗費電力，是對能源的直接消耗，與人類追求節能、清潔、環保的理念相悖。不過，如果非要給“加密貨幣”找尋“貨幣價值”的意義，那麼這個方面，應該是最有力的證據。
- 這種機制發展到今天，算力的提供已經不再是單純的CPU了，而是逐步發展到GPU、FPGA，乃至ASIC礦機。使用者也從個人挖礦發展到大的礦池、礦場，算力集中越來越明顯。這與去中心化的方向背道而馳，漸行漸遠，網路的安全逐漸受到威脅。有證據證明Ghash（一個礦池）就曾經對賭博網站實施了雙花攻擊（簡單的說就是一筆錢花兩次）。
- 比特幣區塊獎勵每４年將減半，當挖礦的成本高於挖礦收益時，人們挖礦的積極性降低，會有大量算力減少，比特幣網路的安全性進一步堪憂。
二、POS
(Proof of Stake):股權證明機制。
基本原理
這是點點幣（PPC）的創新。沒有挖礦過程，在創世區塊內寫明瞭股權分配比例，之後通過轉讓、交易的方式（通常就是IPO），逐漸分散到使用者手裡，並通過“利息”的方式新增貨幣，實現對節點的獎勵。以太坊是POW跟pos結合。
簡單來說，就是一個根據使用者持有貨幣的多少和時間（幣齡），發放利息的一個制度。現實中最典型的例子就是股票，或者是銀行存款。如果使用者想獲得更多的貨幣，那麼就開啟客戶端，讓它保持線上，就能通過獲得“利息”獲益，同時保證網路的安全。
優點：
- 節能。不用挖礦，不需要大量耗費電力和能源。
- 更去中心化。首先說，去中心化是相對的。相對於比特幣等PoW型別的加密貨幣，PoS機制的加密貨幣對計算機硬體基本上沒有過高要求，人人可挖礦（獲得利息），不用擔心算力集中導致中心化的出現（單使用者通過購買獲得51%的貨幣量，成本更高），網路更加安全有保障。
- 避免緊縮。PoW機制的加密貨幣，因為使用者丟失等各種原因，可能導致通貨緊縮，但是PoS機制的加密貨幣按一定的年利率新增貨幣，可以有效避免緊縮出現，保持基本穩定。比特幣之後，很多新幣採用PoS機制，很多采用工作量證明機制的老幣，也紛紛修改協議，“硬分叉”升級為PoS機制。
缺點：
- 純PoS機制的加密貨幣，只能通過IPO的方式發行，這就導致“少數人”（通常是開發者）獲得大量成本極低的加密貨幣，在利益面前，很難保證他們不會大量拋售。
- PoS機制的加密貨幣，信用基礎不夠牢固。
- 為解決這個問題，很多采用PoW+PoS的雙重機制，通過PoW挖礦發行加密貨幣，使用PoS維護網路穩定。或者採用DPoS機制，通過社群選舉的方式，增強信任。
三、DPOS
（Delegated Proof of Stake）：授權股權證明機制
基本原理
無人控制的公司發行股份，產生利潤，並將利潤分配給股東。實現這一切不需要信任任何人，因為每件事都是被硬編碼到軟體中的。通俗點講就是：公司股份制，股東持有這些公司的股份，公司為股東產生回報，無需挖礦。
優點：
- 能耗更低。DPoS機制將節點數量進一步減少到101個，在保證網路安全的前提下，整個網路的能耗進一步降低，網路執行成本最低。
- 更加去中心化。目前，對於比特幣而言，個人挖礦已經不現實了，比特幣的算力都集中在幾個大的礦池手裡，每個礦池都是中心化的，就像DPoS的一個受託人，因此DPoS機制的加密貨幣更加去中心化。PoS機制的加密貨幣（比如未來幣），要求使用者開著客戶端，事實上使用者並不會天天開著電腦，因此真正的網路節點是由幾個股東保持的，去中心化程度也不能與DPoS機制的加密貨幣相比。
- 更快的確認速度。每個塊的時間為10秒，一筆交易（在得到6-10個確認後）大概1分鐘，一個完整的101個塊的週期大概僅僅需要16分鐘。而比特幣（PoW機制）產生一個區塊需要10分鐘，一筆交易完成（6個區塊確認後）需要1個小時。點點幣（PoS機制）確認一筆交易大概也需要1小時。
缺點：
- 投票的積極性並不高。絕大多數持股人（90％+）從未參與投票。這是因為投票需要時間、精力以及技能，而這恰恰是大多數投資者所缺乏的。
- 對於壞節點的處理存在諸多困難。社群選舉不能及時有效的阻止一些破壞節點的出現，給網路造成安全隱患。
四、PBFT
Practical Byzantine Fault Tolerance，實用拜占庭容錯演算法。
拜占庭共識演算法（Practical Byzantine Fault Tolerance- PBFT）也是一種常見的共識證明。它與之前兩種都不相同，PBFT以計算為基礎，也沒有代幣獎勵。由鏈上所有人蔘與投票，少於（N-1）/3個節點反對時就獲得公示資訊的權利。
優點： 演算法的可靠性有嚴格的數學證明，具備（n-1)/3容錯性
缺點：當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務。
五、POI
基本原理
PoI(Proof of Importance)重要度證明共識演算法引了賬戶重要程度的概念，使用賬戶重要性評分來分配記賬權的概率。
優點：低能耗，速度快，公 平
缺點：缺少社群共識，賬戶 重要性≠裝置貢獻度
六、POP
POP(ProofofParticipation)演算法，POP 將 POI和DPOS 的思想結合
基本原理
這是標準鏈（CZR）的創新，基於賬戶參與度的 PoP(ProofofParticipation)演算法，POP 將 POI 和DPOS 的思想結合，既能確保對裝置的公平性，又擁有社群的共識。
優點：低功耗、速度更快，更加安全，既能確保公平性，又擁有社群的共識。
總結
- POW 工作量證明機制，類似於按勞分配。
- POS 股權證明機制。 持有股票的人，就有對應的權利，持有的越多，權利越大 。
- DPOS 授權股權證明機制。類似於董事會， 董事會成員數量有限,，由大家選舉產生， 被選中的董事會成員可以行使權利。
- PBFT這是一種基於訊息傳遞的一致性演算法，演算法經過三個階段 預準備（pre-prepare）、準備(prepare)和確認(commit)達成一致性，這些階段可能因為失敗而重複進行。
- POI本質都是POS的變種，就一帶而過了。
- POP是前邊所有的幾種的升級。
從機制設計上來看. POW 機制更加強調去中心, 更加強調對等.。而DPOS 則是有一個明顯的中心, 通過帶來部分中心,來得到效率的提升。哪一種機制更好, 有待時間的驗證. POW 已經執行快10年, 電力耗費已經非常嚴重. POP的出現, 有可能讓記賬這件事情更經濟效率, 從而支撐起更多大規模的協作體系。